Einfache Zucker und Stärken sind beide Kohlenhydrate, und beide enthalten das Molekül Glukose, die auch Blutzucker genannt wird. Glucose ist ein sehr wichtiges biologisches Molekül, da es die primäre Energiequelle des Gehirns und eine wichtige Energiequelle für alle Körperzellen ist. Das Kreislaufsystem hilft Glukose aus dem Verdauungstrakt und in die Körperzellen zu bewegen.
Funktion
Die Hauptfunktion des Biomoleküls Glucose besteht darin, Zellen Energie zuzuführen. Körperzellen nehmen Glukose aus dem Blut auf und verbrennen diese chemisch, wodurch Energiemoleküle entstehen, mit denen sie Zellfunktionen erfüllen können. Einige Zellen, wie die der Leber und der Muskeln, speichern Glukose und setzen sie unter Nüchternbedingungen frei. In ihrem Buch "Biochemistry" Drs. Mary Campbell und Shawn Farrell beschreiben Glukose als das ubiquitärste der Kohlenhydratmoleküle.
Transportprobleme
Um Glukose aus dem Verdauungstrakt, wo sie sich nach einer Mahlzeit befindet, in die Körperzellen zu bewegen, wo sie verwendet wird, muss die Glukose mehrere Zellmembranen durchqueren. Da Glukose in Wasser löslich ist, während Zellmembranen aus Fettmaterial bestehen, kann sich Glukose nicht alleine durch Zellmembranen bewegen. Stattdessen, erklärt Dr. Lauralee Sherwood in ihrem Text "Human Physiology", müssen Transportermoleküle es in Zellen hinein und wieder heraus transportieren. Glucose löst sich jedoch leicht im Blutstrom auf.
Absorption
Glukose bewegt sich erst nach Absorption aus dem Darm in den Blutkreislauf. Spezielle zelluläre Transporter, sogenannte Natrium-abhängige Hexose-Transporter, transportieren Glukose durch die Zellen, die den Darmtrakt auskleiden, erklären Dr. Campbell und Farrell. Einmal durch die Darmschleimhaut, Glukose ist frei, sich im Blut aufzulösen, und reist um den Körper. Die Darmtransporter wirken schnell, so dass der Blutzucker nach einer kohlenhydrathaltigen Mahlzeit schnell ansteigt. Die Pumpwirkung des Herzens verteilt dann die im Darm absorbierte Blutglucose an jeden Körperteil.
Zelluläre Aufnahme
Während Glukose im Blutstrom alle Körperzellen erreichen kann, kann sie nicht in sie eindringen - eintretende Zellen müssen eine Zellmembran überqueren, die Glukose allein nicht kann. Glukose aus dem Blutstrom gelangt mit Hilfe von zwei Proteinen in die Zellen. Der erste, erklärt Dr. Sherwood, wird Glukosetransporter oder GLUT-Protein genannt. Die zweite ist das Hormon Insulin, das die Bauchspeicheldrüse in den Blutkreislauf freisetzt, um den Zellen zu helfen, Glukose aus dem Blut zu absorbieren.
Experteneinblick
Da Zellen Insulin benötigen, um Glukose aus dem Blutstrom aufzunehmen, und da Zellen Glukose benötigen, um ihren Energiebedarf zu decken, können Zellen sogar in Gegenwart von viel Glukose chemisch "verhungern", wenn Insulin fehlt. Dies, erklärt Dr. Gary Thibodeau in seinem Buch "Anatomie und Physiologie", ist die medizinische Grundlage für Typ-1-Diabetes oder Diabetes mellitus. Wenn die Bauchspeicheldrüse kein Insulin produziert, haben die Zellen keinen Zugang zu Glukose im Blutkreislauf, was zu verschiedenen Symptomen wie Zellschädigung und Tod führt.
